摘要(yào)針對在注(zhù)水中電磁(cí)流量計 測(cè)量精度普(pu)遍低于理(lǐ)論值的現(xiàn)狀,試驗小(xiǎo)組根據電(diàn)磁流量計(ji)原理與實(shi)際應用工(gōng)況條件,查(cha)找影響電(diàn)磁流量計(ji)測量精度(du)的主要因(yīn)素,并制定(ding)對策措施(shi)進行反複(fu)比較實驗(yàn)🛀和效果檢(jiǎn)查,最終通(tong)過5項有效(xiao)措施的實(shi)施,完成🌏電(dian)磁流量計(jì)測量精🌂度(du)達到并✉️超(chāo)過理論值(zhi)的目标。
引(yǐn)言
　　在石油(yóu)開采過程(cheng)中,地下能(néng)量會越來(lai)越低,産液(yè)量也随🏒之(zhi)下降,爲了(le)提高采收(shou)率,一個重(zhòng)要的手段(duan)就是向目(mu)的層注水(shuǐ),提💚高地層(céng)壓力,達到(dào)提高采收(shōu)率♌的目的(de),地層的注(zhu)水量🐅必須(xu)把握準确(que),否則就會(hui)造成水淹(yān)、水☎️竄,對地(dì)層💛造成傷(shāng)害,會引起(qǐ)含🈲水率升(shēng)高👈,産液量(liàng)下降。因此(cǐ),注水計量(liang)的精度對(duì)油田生産(chan)有✏️着極其(qi)重要的😘作(zuò)用。目前有(yǒu)注水井156口(kou),有105口注水(shuǐ)井采用了(le)電磁流量(liang)計計量,其(qi)中每4～8口配(pei)一個注水(shui)站,每個注(zhù)水站安裝(zhuāng)一🏒台總水(shuǐ)表,全廠在(zai)用🐅電磁流(liú)量計120台。提(tí)高❗電磁流(liú)量計測量(liàng)精度問題(ti)。
電磁流量(liàng)計應用現(xian)狀分析
　　電(dian)磁流量計(jì)用來測量(liang)經密封管(guǎn)道内一般(bān)導電液體(tǐ)體積流量(liàng)的儀表,根(gēn)據法拉第(dì)電磁感應(yīng)定律,當導(dǎo)電液體流(liú)過管道的(de)磁場作切(qiē)割磁力線(xiàn)時,電極間(jiān)将産生感(gǎn)應電動勢(shi),其感應電(diàn)動勢E爲:
E=KBDV
式(shi)中:
V―測量管(guǎn)道截面上(shàng)的平均流(liu)速(m/s);
K―儀表常(cháng)數;
D―測量管(guǎn)内直徑(m);
B―磁(cí)感應強度(du)(T)。
　　電極檢測(cè)出的微弱(ruò)感應電動(dòng)勢E,先經前(qian)置放大器(qi)✊的放大和(he)噪聲抑制(zhi),成爲大幅(fú)度低阻抗(kang)的電壓信(xin)号,此信号(hào)經微分、積(ji)分電❗路處(chu)理,再經模(mó)數轉換器(qì)🥰進入單片(pian)機進👣行控(kòng)制、處理和(he)去處。單片(pian)機對放大(dà)器的漂移(yi)🤩及零點漂(piao)🛀🏻移能定期(qī)自動調整(zheng)♻️,在全量程(cheng)範圍内分(fen)8段🈲對信号(hào)進行❓非線(xian)性修正㊙️。單(dān)片機也能(néng)對信号進(jin)行監🌍控、抑(yi)制噪聲信(xìn)号和切除(chu)空管幹擾(rao)👨‍❤️‍👨,由大容量(liàng)串行貯存(cun)器對♊每8h處(chù)理和運算(suàn)後的流量(liàng)數據予以(yi)貯存一次(cì),同時記錄(lù)該時間與(yu)日期的流(liu)量數據,顯(xiǎn)示爲時流(liu)量和日流(liú)量。
　　經過單(dan)片機運算(suàn)的流量信(xin)号由轉換(huan)器和頻率(lü)轉換器将(jiāng)流量數據(ju)轉換成标(biāo)準模拟信(xin)号(電流信(xìn)号)與脈沖(chòng)、頻率信号(hào)等外輸信(xin)号輸出,最(zui)後流量數(shu)據信息由(yóu)液晶屏顯(xian)示總流量(liang)和瞬時流(liú)量,或者可(ke)通過光耦(ǒu)按鈕功能(neng)鍵來操作(zuò)顯示屏上(shàng)的各種功(gōng)能菜單,并(bìng)能分别顯(xian)示其對應(yīng)的信息。
　　電(dian)磁流量計(ji)理論精度(du)爲1.5%,但由于(yu)油田注水(shuǐ)工況較爲(wei)👅複🌈雜,實際(jì)使用過程(chéng)中的測量(liang)精度難以(yi)保證,工況(kuàng)最差的碼(ma)頭莊油田(tián)電㊙️磁流量(liàng)計精度平(ping)均爲5.0%,個别(bié)達到10.3%,對原(yuan)油🍉生産産(chan)生較大影(ying)響。
現狀分(fen)析一:少量(liang)氣體呈波(bo)狀流
　　管線(xian)中若有氣(qi)體則會發(fa)生流量計(ji)顯示晃動(dong)情況,讀數(shu)不穩定,管(guan)線由于是(shì)密封,且是(shì)在三相分(fèn)離器水倉(cang)🔴的底部出(chū)✂️水所以從(cóng)源頭帶來(lai)氣體不可(ke)能。從三相(xiang)分❌離器的(de)水出口處(chu)的壓力表(biǎo)處拆開多(duō)次看後如(ru)表1。
現狀分(fèn)析二:閥門(mén)開啓度太(tài)小
　　上遊閥(fá)門開啓太(tài)小,則液位(wèi)會在電極(ji)以下,表現(xiàn)出流量計(jì)爲超滿度(dù)情況,碼頭(tou)莊污水流(liu)量計曾經(jing)多次出現(xian)這種情☔況(kuàng),表2爲在一(yi)級沉降罐(guàn)進口的統(tǒng)計情況。


現(xiàn)狀分析三(sān):啓用前沒(méi)排氣
　　啓用(yòng)前未能排(pai)淨管内空(kong)氣,剩留氣(qì)體積聚在(zài)管系高點(dian),流動時被(bèi)液體夾帶(dài),呈氣泡狀(zhuàng)流出;另一(yī)原因是液(yè)體中夾帶(dai)小氣泡逐(zhú)漸聚集,滞(zhi)留在管系(xi)高點。故障(zhang)表現爲流(liú)量測量值(zhi)和實際值(zhi)不符以及(ji)輸出晃動(dong)。在啓用前(qian)均都已經(jīng)排盡空氣(qi)。另外♈的夾(jiá)帶小氣泡(pao)也是不存(cún)在的,因爲(wèi)碼頭莊三(san)相分離器(qì)污水📱出水(shui)口在水倉(cang)🍓的底部,即(ji)使有氣體(ti)它也在水(shuǐ)倉時就跑(pao)到水倉頂(dǐng)部。
現狀分(fèn)析四:管系(xì)中吸入氣(qì)泡
　　 污水電(diàn)磁流量計(jì) 設在一級(jí)沉降罐的(de)進口處,在(zai)這個電磁(ci)流量計的(de)前面💰大約(yuē)50cm處有個加(jiā)藥點,這個(ge)加藥點偶(ou)爾會在加(jia)藥的同時(shi)加進氣體(ti)。
現狀分析(xī)五:流動狀(zhuàng)态的變化(hua)
　　流量測量(liàng)值與應用(yòng)參比值不(bú)符,通常儀(yí)表調試正(zheng)常運行一(yī)段時期後(hòu),也會因流(liú)動狀态變(biàn)化而出現(xian)故障。主要(yao)表現是管(guǎn)✂️内有随動(dong)物體,如接(jie)口處的膠(jiao)帶以及内(nei)襯脫落等(deng)在🔞随着水(shuǐ)流有擺動(dong)。拆開接口(kǒu)及有襯體(tǐ)易脫落處(chu)檢查。均沒(méi)有随動物(wu)體。
現狀分(fèn)析六:液體(tǐ)中含有溶(rong)解氣
　　聯合(he)站擁有兩(liǎng)座卧式三(san)相分離器(qì),其日均處(chù)理液💘量在(zài)🐆500m3左右,主要(yào)是對産出(chu)液進行油(you)、氣、水分離(lí),根據工程(chéng)需要三相(xiang)分離器的(de)壓力爲0.24MPa,而(ér)到了污水(shui)電磁流量(liàng)計那裏壓(yā)力還不到(dào)0.1MPa,以前出水(shuǐ)出油溫度(du)在39℃左右,後(hou)打開🐕一級(ji)沉降罐頂(dǐng)蓋可以聞(wén)到比較強(qiáng)烈的✂️天然(rán)氣味道,懷(huai)疑污水中(zhong)含有溶解(jie)氣🈲,提高三(sān)相分離器(qì)的熱循環(huán)水量,果然(ran)溶解氣少(shao)了很多。其(qí)前後對比(bǐ)如表3．

現狀(zhuàng)分析七:電(dian)導率不均(jun1)勻
　　這個是(shi)指兩種以(yǐ)上的液體(ti)還沒有混(hun)合好就進(jin)入流🛀量計(ji),若它們的(de)電導率相(xiàng)差比較大(dà)則會導緻(zhì)流量計💔測(cè)量不準确(que)。污水電磁(ci)流量計的(de)前面有個(gè)加藥點,加(jia)進殺菌劑(ji)、絮凝✊劑、阻(zu)垢劑三種(zhǒng)藥劑,總共(gòng)加藥量爲(wèi)12.5L/h。這個流量(liàng)與污水流(liu)量相比非(fei)常小,其影(ying)響在流量(liang)計上很難(nan)反映出來(lái)。關閉加藥(yao)點觀察如(rú)表4。

現狀分(fen)析八:往複(fú)泵振蕩
　　原(yuan)來有三台(tai)三柱塞高(gao)壓泵,正常(cháng)都是在18MPa的(de)壓力下運(yùn)轉,由于泵(beng)的脈動性(xing)而測量點(dian)又未遠離(lí)泵,脈動使(shǐ)電🌏磁流量(liang)計輸出👨‍❤️‍👨晃(huǎng)動,有時候(hòu)還産生了(le)測量誤差(cha)。這從總表(biǎo)的校驗可(ke)以得出。
現(xian)狀分析九(jiu):沉積層覆(fu)蓋電極
　　 污(wu)水流量計(jì) 有時晃動(dong)的比較厲(li)害,拆開可(ke)以看到裏(li)面已經薄(bao)薄✊的被覆(fu)蓋了一層(céng)微小物體(tǐ)。而流量也(yě)從5.5～11.5m3/h來回跳(tiao)👅動。
　　通過對(duì)以上的分(fèn)析,影響電(dian)磁流量計(jì)測量精度(dù)低于理🔞論(lun)值的主要(yào)原因是:①閥(fa)門開啓度(dù)太小;②管系(xi)吸入氣泡(pao);③液🥰體中含(han)有溶解氣(qi);④往複泵振(zhèn)蕩;⑤沉積層(céng)覆蓋電極(ji)。
提高電磁(cí)流量計測(cè)量精度的(de)試驗
試驗(yàn)一:加大流(liú)量計上遊(yóu)閘門開啓(qǐ)度
　　如果管(guan)中的液體(tǐ)達不到電(diàn)磁流量計(jì)的電極上(shàng)面則會出(chū)現超滿度(dù)現象。油田(tián)多次出現(xiàn)三相分離(lí)器♋污水出(chū)口達到65.7m3/h,而(er)碼頭莊👉一(yī)天的總産(chǎn)液量在500m3左(zuo)右,其中油(yóu)約200m3/d,污水約(yue)300m3/d,平均爲10～12m3/h。而(er)65.7m3/h這個測量(liang)值嚴重地(di)偏離了實(shí)際流量值(zhi)。故❄️把三相(xiàng)分離器的(de)污水出口(kou)全🔴開,而改(gai)用流量計(jì)後面的❌閘(zha)閥來控制(zhi)脫水量(圖(tu)1)。

　　以前是(shi)用1#(三相分(fen)離器污水(shuǐ)出口閘閥(fa))與3#閘閥來(lai)共📱同控制(zhi)流📧量,這樣(yàng)往往有可(kě)能是1#閘閥(fá)開的較小(xiao),3#開的較大(dà),這就有可(kě)能在管線(xian)中會留出(chu)一部分空(kong)間,使氣體(ti)進入,最終(zhōng)導緻液體(ti)不能充滿(mǎn)整個管系(xì),而出現超(chao)滿度。
　　現在(zai)采取的措(cuo)施是1#閘閥(fá)全開,而用(yong)3#閘閥的開(kāi)啓度來🛀控(kòng)制流量。這(zhe)樣就避免(miǎn)了電磁流(liu)量計和管(guan)線虧空現(xian)象,電⛱️磁流(liú)㊙️量計測量(liàng)的準确性(xing)提高了很(hěn)多。
試驗二(èr):維修加藥(yào)泵的密封(fēng)性
　　污水流(liu)量計的前(qian)面有個加(jiā)藥點,距離(lí)電磁流量(liàng)計大約50cm。加(jiā)殺菌劑、阻(zǔ)垢劑、絮凝(ning)劑3種藥劑(ji)(圖2)。

　　管系若(ruo)吸進空氣(qi)則造成測(ce)量值晃動(dong)不穩定。圖(tu)中1,2,3分💃别代(dai)表3台加藥(yào)泵,這3台加(jiā)藥泵排量(liang)小,總量在(zai)12.5L/h,但就是這(zhè)個🔅加藥點(diǎn)給這個流(liú)量計造成(chéng)了相當的(de)誤差。每個(gè)加藥泵都(dou)有個入口(kou),入口放在(zai)加藥罐裏(li)。該入口的(de)結構示意(yi)如圖3。
　　加藥(yao)泵的A部分(fèn)在藥劑的(de)上面,而B部(bù)分則沉沒(mei)在藥劑中(zhong),加🐕的藥🔴劑(ji)有一定的(de)黏度,且有(you)部分雜質(zhì),故濾網是(shi)經常堵住(zhù),如果在藥(yao)劑中的B部(bù)分不通暢(chàng),則裸露在(zai)空⛱️氣中的(de)🧡A部分會從(cóng)1與2及吸料(liao)連接器和(hé)墊圈處進(jìn)空氣。3台中(zhōng)的任意一(yī)台漏空氣(qì)都會由管(guan)線中💞的加(jia)藥點進入(ru)管線,從而(er)導緻流量(liàng)計測量值(zhí)不穩定。現(xian)在是每周(zhōu)都會對泵(beng)的濾網和(he)吸料連接(jiē)器以及墊(niàn)圈進☂️行檢(jiǎn)查。由加藥(yao)泵漏進氣(qi)體不再發(fa)生。

試驗三(san):提高三相(xiang)分離器溫(wen)度降低污(wu)水中含有(yǒu)的溶解氣(qi)
　　在實驗中(zhōng)都是單獨(du)實驗,在不(bu)考慮其他(tā)因數的條(tiao)件下,把三(sān)相分離器(qi)的溫度由(you)原來的39℃提(tí)高到現在(zai)的46℃,效果很(hen)明顯。控制(zhì)三相🔞分離(li)器的溫度(dù),也就是控(kong)制三相📞分(fèn)離器循環(huán)熱水量與(yu)循環熱水(shuǐ)溫度,循環(huan)熱水溫度(dù)一般變化(hua)較小,而水(shuǐ)量由原來(lai)的3m3/h,調配到(dao)❌現在的6m3/h,這(zhe)樣一來,包(bāo)括井上産(chan)氣也多析(xi)出了6～8m3/h。具體(tǐ)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻如圖4。

　　從圖(tu)4可以看出(chu)當出水溫(wen)度達44℃時,産(chǎn)氣量達到(dao)近50m3/h(标🌈況🐕即(ji)🌈:溫度♌273K,壓力(li)101325Pa),且呈平穩(wen)的趨勢,也(ye)就是此時(shí)達到了一(yī)🈚個平衡。達(da)到了析氣(qì)✔️的最大化(huà),析出氣體(ti)的最佳狀(zhuàng)态。也就是(shi)這樣出🐕去(qù)的污水含(han)氣最少。達(dá)到了不含(han)溶解氣的(de)目标。
試驗(yan)四:改變讀(dú)數方式,增(zēng)加新工藝(yì),緩解往複(fu)泵的振蕩(dàng)
　　注水站原(yuán)有3台3S175-13.4/20三柱(zhu)塞注水泵(beng),在泵的出(chu)口裝有總(zong)流量🤞計,這(zhe)個總流量(liàng)計的測量(liàng)由于泵的(de)往複振蕩(dàng)使其準确(què)性很💚低,每(mei)🐉次與各注(zhu)水單井總(zǒng)和的差别(bié)都有近50m3。每(mei)天注🚩水在(zai)620m3左右,這樣(yang)就有近10%的(de)誤差,而每(mei)⚽次對其校(xiao)‼️驗的差值(zhí)也是10%左右(you)🈲,表5是2025.12.15校驗(yàn)的結果。

　　從(cong)表5中可以(yi)看出流量(liang)計的準确(que)性很低甚(shèn)至超過了(le)10%,這個數據(jù)⛱️的差别很(hěn)大,到這種(zhǒng)情況應該(gai)說不是誤(wù)差,而是錯(cuò)誤了。在有(yǒu)脈動流動(dòng)源的管線(xian)上,要減緩(huan)其對流量(liàng)儀表測量(liàng)的影響,通(tong)常應該采(cǎi)取流量傳(chuán)感器遠離(lí)脈動源,利(li)用管流流(liú)阻衰減脈(mò)動;或在管(guan)線适當位(wèi)置裝上稱(cheng)作被動式(shì)濾波器的(de)氣室緩沖(chòng)器,吸收脈(mo)☎️動。因爲在(zai)此不好改(gai)變流程和(he)泵的本身(shen)工藝,爲此(ci)采取的措(cuò)施是讀取(qǔ)泵的進口(kou)流量計和(hé)泵的回流(liú)流量計,因(yin)爲這兩處(chu)表的壓力(li)很低,脈動(dong)振動也很(hěn)小,用泵的(de)進口流量(liàng)計數值減(jian)去回流流(liú)量計數值(zhí),得出注水(shui)量數值。但(dan)是在2025年12月(yuè)份碼頭莊(zhuāng)新裝了一(yī)台5S175-33.3/20的五柱(zhu)塞注水泵(bèng),這台泵是(shi)五個柱塞(sai),其水的振(zhen)動性相對(dui)減少,并趨(qu)于平緩,且(qiě)本身帶有(you)氮氣緩沖(chong)裝置,能非(fei)常有效地(di)緩解振🔴動(dong),達到了預(yu)期效果。
試(shi)驗五:定期(qi)清洗電磁(cí)流量計内(nèi)壁
　　在污水(shui)流量爲10m3/h左(zuo)右,溫度約(yue)爲44℃,電磁流(liu)量計清洗(xǐ)周期爲45d,否(fǒu)則測量誤(wù)差将很快(kuai)會達到5%。定(ding)期清洗電(diàn)磁流量計(jì)以👈避免🔴沉(chen)積層的影(yǐng)響。
試驗小(xiǎo)組于2025-12～2025-12對試(shì)驗效果進(jin)行驗證,見(jiàn)表6。

　　通過表(biǎo)6可以看出(chu)現在誤差(chà)最大的是(shì)總表流量(liàng)計,但也隻(zhī)有0.95%,完全符(fú)合誤差不(bu)能高于1.5﹪的(de)生産要求(qiú),達到預期(qi)的效果。

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